Domanda:
Qualche lancio aggira LEO?
AlanSE
2013-07-22 22:13:27 UTC
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Se si invia un payload a GEO (orbita geosincrona) o qualsiasi altra orbita alta, è possibile iniziare a lanciare in LEO (orbita terrestre bassa), quindi utilizzare un trasferimento Hohmann per aumentare l'altezza di l'orbita. Penso che questo sia più o meno lo standard di come è fatto. I trasferimenti di Hohmann sono il modo più efficiente per aumentare l'orbita, ma ciò non significa che andare da terra-> LEO-> GEO sia il più efficiente rispetto ad altre opzioni.

I lanci bypassano mai del tutto LEO? Per GEO, non potresti semplicemente lanciarti direttamente in GEO? Quindi, a un'altitudine di 300 km circa, volerai quasi verticalmente. È mai stato fatto o proposto seriamente per lanci reali? Sarebbe più o meno efficiente?

Il LEO viene solitamente utilizzato per garantire che le forze di lancio, atmosfera e altre forze non siano state dannose per la missione o le tecnologie. Il problema non è Delta-V salvato, penso che il problema sia la facilità di recupero dato che qualcosa è andato storto durante la parte più stressante della missione (lancio). Il recupero da GEO è di gran lunga peggiore di LEO. Fonte: un'altra risposta su questo sito, non ricordo quale.
Cinque risposte:
#1
+21
user29
2013-07-23 06:26:11 UTC
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Per tentare di rispondere a questa domanda in modo un po 'più diretto, sì, ci sono stati lanci che aggirano un'orbita di parcheggio LEO. Secondo questo documento, Luna-2 è stato lanciato quasi direttamente in un'orbita di inserzione lunare (sebbene i segmenti di costa intermedi possano essere stati "LEO", di per sé ).

Modifica: Zarya afferma che Luna-1, Luna-2 e Luna-3 tutte si sono lanciate in trasferimenti lunari diretti.

Come altri hanno detto, tuttavia, che ci sono diversi buoni motivi per lanciarsi in un'orbita di parcheggio LEO, ed è ciò che fa la maggior parte delle missioni super-LEO.

Se non stai utilizzando un'orbita di parcheggio LEO seguita da un'orbita di trasferimento, in genere stai utilizzando "l'inserimento diretto" su un'orbita o un volo. L '[Atlas V] (http://www.nasa.gov/mission_pages/launch/atlas_V_count_101_prt.htm) è "in grado di inserirsi direttamente in una traiettoria interplanetaria". Anche il [Delta IV] (http://www.ulalaunch.com/site/docs/publications/DeltaIVLaunchVehicle%20GrowthOptionstoSupportNASA'sSpaceExplorationVision.pdf) supporta "l'inserimento diretto in GEO". Quindi sì, puoi e abbiamo la tecnologia, ma come altri hanno sottolineato le buone ragioni per non farlo.
Sono scettico sul fatto che da Luna-1 a 3 non sia mai passato per LEO. http://www.silverbirdastronautics.com/LaunchMethodology.pdf "In effetti, molti veicoli di lancio volano solo una traiettoria di risalita diretta, anche su un'orbita alta o non circolare. Tuttavia, l'osservazione di queste traiettorie trova quasi invariabilmente il lancio veicolo, a un'altitudine di poche centinaia di chilometri, che accelera quasi orizzontalmente attraverso la velocità dell'orbita circolare locale ".
#2
+17
PearsonArtPhoto
2013-07-22 22:36:30 UTC
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Il metodo comune per entrare nell'orbita GEO è lanciare in quella che è nota come un'orbita di trasferimento geosincrono (GTO), che ha un apogeo all'altitudine GEO e un perigeo di poche centinaia di km. In effetti, tutte le missioni GEO inseriscono i loro carichi utili in un GTO (e non in un'orbita di parcheggio LEO come suggerisce l'OP). Non c'è alcun vantaggio di fermarsi prima in LEO, poiché l'unica differenza è che l'orbita GTO ha una velocità molto più alta al burnout del razzo (è questa velocità extra che viene tradotta in energia potenziale gravitazionale all'apogeo).

Lo stadio superiore del ripetitore è separato dal carico utile a basse altitudini terrestri e i satelliti costeggiano l'apogeo dove utilizza la propulsione a bordo per circolarizzare l'orbita GTO in GEO, tipicamente nel corso di diverse orbite. Dai un'occhiata alla guida Falcon 9 per l'utente, pagina 27, per vedere come appare una missione per GTO. Le ragioni principali per utilizzare questo concetto di operazioni sono per ottenere i vantaggi di mettere in scena la massa del razzo dello stadio superiore

Il lancio diretto verso GEO è praticamente impossibile, supponendo che questo sarebbe definito come il razzo responsabile della separazione di un carico utile in GEO. L'unico mezzo fattibile per farlo sarebbe aggiungere uno stadio superiore al razzo che svolgerebbe la stessa funzione che la propulsione satellitare svolge per la circolarizzazione da GTO a GEO. Ma poiché la sequenza di eventi nello stesso è una distinzione senza differenze in cui hai appena rinominato il sistema di propulsione satellitare come parte del razzo. Le orbite GEO sono a ~ 42.000 km, dove il LEO alto è ~ 1.000 km. Devi semplicemente raggiungere GTO perché ci vogliono ore per arrivarci (usando qualcosa di remoto come le tecnologie a razzo attualmente disponibili).

Vale la pena ricordare che tecnicamente la maggior parte dei razzi entra in LEO per un certo periodo di tempo, anche se in genere non rimangono lì per molto tempo. Ad esempio, credo che la maggior parte delle missioni del Falcon 9 su GTO siano in un'orbita "LEO" molto bassa per circa 20 minuti tra le bruciature del primo stadio.

Non riesco a pensare a una missione recente che non sia stata in qualche modo organizzata in LEO.
@Erik - i primi colpi diretti della Luna russa, forse?
@DeerHunter forse - non ho molta familiarità con quel programma. Non proprio recente, anche se potrebbero esserci programmi satellitari commerciali che non vengono trasmessi in LEO.
Certo, è possibile direttamente a GEO, correggilo: è semplicemente folle in termini di propellente ecc.
Da qui il difficile. Potrei spiegarlo in modo più chiaro se necessario.
Potresti andare direttamente a GEO ma comunque sul palco, quindi non sarebbe folle.
@Erik: In termini di messa in scena hai ragione. Qualcuno dovrebbe spiegare il concetto alla base di alcune traiettorie, messa in scena e alcune meccaniche orbitali di base. Questo ha molto senso qui. Altrimenti questa risposta ^ è un po 'inutile.
@ernestopheles ha accettato. Devo credere che il vantaggio chiave di fermarsi a LEO sia, beh, la pausa. Dare al controllo a terra la possibilità di esaminare anomalie e simili.
Va bene allora. Faccio schifo nello spiegare la meccanica orbitale. Allora qualcuno, per favore?
@Erik: Non è il massimo, ma aiuta e usa la fisica reale. Guarda questo video su http://youtu.be/ErVTkjwfaUM?t=5m39s
Video divertente. Facevo progetti di volo in ascesa alla NASA e abbiamo codificato i nostri strumenti di analisi dell'ascesa. Puoi ottenere cose incredibili gratuitamente ora. STK è lo standard (http://www.agi.com/products/stk/modules/default.aspx/id/stk-free) ma ce ne sono altri (http://orsa.sourceforge.net/screenshots.html) . Molti esportano una grafica eccezionale che sarebbe utile qui.
@PearsonArtPhoto quel gioco Kerbal sembra troppo divertente - potresti avermi costato delle vongole! Gioco a Eve Online e ho sempre desiderato che avesse delle vere meccaniche orbitali, anche se questo avrebbe probabilmente allontanato tutti dal gioco ...
@Erik: Senza dubbio mi amerai o mi odierai per averti introdotto a quel gioco, non sono sicuro di quale, ma ...
I lanci di @Erik NRO su Atlas V dovrebbero andare direttamente a GSO.
Il collegamento ipertestuale manuale di Falcon 9 è interrotto
#3
+11
aramis
2013-07-23 02:12:49 UTC
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Il motivo per cui normalmente non si effettua il lancio su GEO è quello del fabbisogno di carburante.

Un'orbita di trasferimento hohman è solitamente il metodo a più bassa energia per raggiungere un'orbita particolare diversa da LEO. Passare a LEO, quindi utilizzare un'orbita di trasferimento hohman consente di risparmiare carburante e quindi la massa del lanciatore. Inoltre, poiché la manovra orbitale è negli stadi superiori, in genere la riduzione della massa dello stadio superiore riduce i costi di lancio.

Ci sono stati lanci non LEO; per lo più si trattava di traiettorie diverse dall'orbita terrestre.

Vale la pena notare che anche i colpi lunari hanno generalmente utilizzato un punto di sosta orbitale terrestre; questo consente controlli di sistema prima del boosting per la luna. Quattro delle sonde Ranger non sono riuscite in orbita di parcheggio prima del boost lunare.

I satelliti diretti a GEO entrano raramente in LEO, piuttosto entrano in un'orbita di trasferimento geosincrona, che è un'orbita altamente ellittica, essenzialmente, è un'orbita di trasferimento di Hohman da LEO a GEO, ma il satellite non entra mai effettivamente nelle orbite di LEO.
@PearsonArtPhoto _Technically_ il satellite è in LEO fino a quando non brucia l'inserimento di GTO. Certo, quella bruciatura si verifica spesso anche prima di un periodo di orbita completo.
Di solito la masterizzazione è ancora in corso quando è in "LEO", almeno, dalla mia esperienza. Se il motore non si spegne per almeno qualche minuto, non direi che è in quell'orbita ...
@PearsonArtPhoto Bene, supponendo che la masterizzazione di inserzione GTO sia centrata sul nodo discendente nel primo periodo, c'è un periodo di volo libero, e fino a quando non viene eseguita quella masterizzazione il satellite è in LEO.
@user29 Il perigeo di questo "LEONE" potrebbe essere sotto la superficie terrestre, il che rende il nome "orbita" alquanto insolito.
#4
+5
Ross Millikan
2013-07-23 07:58:09 UTC
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Non puoi lanciarti direttamente in Geostationary Orbit (GEO) perché non puoi raggiungere il perigeo abbastanza alto senza bruciarti a un'altitudine geosincrona. Il Proton lo ha fatto, anche se con un'orbita di parcheggio LEO (Low Earth Orbit) lungo il percorso. L ' Ariane 5 normalmente si avvia direttamente in Geostationary Transfer Orbit (GTO) - 250 km perigeo e (vicino a) apogeo sincrono. Ha terminato tutta la sua attività circa 27 minuti dopo il decollo.

Pensavo che alcuni lanci di NRO su Atlas V vadano con l'inserimento diretto di GSO?
#5
+3
DrSheldon
2019-07-26 00:57:04 UTC
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Il Chandrayaan-2 indiano è stato lanciato in un'orbita terrestre iniziale con un perigeo di 170 km e un apogeo di 40.400 km. Che tu lo consideri LEO dipende dalla tua definizione di LEO. Alcuni lo conterebbero perché il perigeo interseca le altitudini per LEO. Altri non lo conterebbero a causa del suo alto apogeo e della sua elevata eccentricità.

Come descritto in questa risposta e questa risposta, si sta facendo strada lentamente alla luna. Il suo motore non è abbastanza potente per eseguire una singola combustione TLI, quindi sta invece sfruttando l'effetto Oberth bruciando ogni volta che raggiunge il perigeo, aumentando ogni volta a un apogeo più alto. prima o poi arriverà sulla luna.



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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